乌鲁木齐河源1号冰川表层雪的化学特征——以低分子有机酸和无机阴离子为例

表层雪是联系大气成分与冰芯记录的重要纽带,是研究成冰作用过程中化学组成变化的起点.为配合天山乌鲁木齐河源1号冰川成冰作用过程中化学组成变化的研究,对1号冰川积累区(海拔4130 m)一个完整年度的表层雪样品进行了低分子有机酸和无机阴离子含量的分析.结果显示:表层雪中低分子有机酸主要有HCOO-、CH3COO-、C2H5COO-和(COO)22-,无机阴离子主要有F-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-和PO43-.除(COO)22-外,大部分高浓度的有机酸和无机阴离子因受到周围环境和盛行风的影响呈现出明显的季节变化特征,即夏半年离子浓度变化剧烈,最大值和最小值同时出现在夏半年,冬半年的浓度则相对小而稳定;而(COO)22-和低浓度的无机阴离子随季节变化的特征不明显,在全年均显示出波动性.在外界条件不变的情况下,表层雪可以长时间(至少半年时间)保存其中高含量的化学组成不被改变.

环境学概论的教学方法探讨

针对当代环境类大学生的专业认知特点,提出环境学概论应担当的教学任务以及教学方法的调整建议。

乌鲁木齐河源1号冰川表层雪的化学特征——以低分子有机酸和无机阴离子为例

雪冰化学的研究是全球环境变化研究中一个重要的组成部分,因为雪的低温环境有助于使保存在其中的各种信息不被破坏,所以雪是记录大气信息的良好载体.天山乌鲁木齐河源1号冰川地处欧亚大陆腹地,四周被戈壁沙漠所包围,植被覆盖面积极小,纬向西风环流携带而来的大西洋水汽为它提供了主要的水汽来源,降水事件以降雪为主.……

海南南山长寿区土壤微量元素含量分析

用电感耦合等离子体质谱对海南南山长寿区的土壤进行了微量元素分析,结果表明其土壤含有V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Se、Mo等人体必需的微量元素,其中高铁高锰的的特征与广西巴马、新疆和田、江苏如皋和云南云龙等长寿区相类似,且无重金属元素污染。

海南岛近海有机碳沉积特征及其碳通量研究

根据海南临高——三亚——琼海近海表层沉积性有机碳分布、粒度、Eh值、Fe3+/Fe2+值、稳定碳同位素δ13Corg值等参数以及洋流对有机碳沉积的影响,将海南岛近海沉积有机碳库划分为六个区,并计算了海南岛近海的沉积有机碳通量.

ICS-90离子色谱测定雪冰中低分子有机酸和无机阴离子

建立了一种利用Dionex ICS-90型离子色谱仪同时测定雪冰中低分子有机酸和无机阴离子的新方法.采用Ion Pac AS11-HC 4mm高容量阴离子分离柱,进样量为800μl,RFC-30型试剂控制器控制EGC淋洗液发生器在线产生不同浓度的KOH淋洗液作梯度淋洗,在31min内可同时分离检测出F-、CH3CH(OH)COO-、CH3COO-、HCOO-、Cl-、NO2-、NO3-、SO42-、(COO)22-、PO43-等十余种组分.对低分子有机酸的检测限为0.7-22.8 ng g-1,对无机阴离子的检测限为0.2-22.4 ng g-1.应用此方法对天山雪冰样品中低分子有机酸和无机阴离子进行了测定.

茶多酚在钙交联果胶/壳聚糖复合膜中的缓释性研究

分别制备了果胶/壳聚糖复合膜和钙交联的果胶/壳聚糖复合膜,研究不同配比对膜溶胀性的影响以及茶多酚在钙交联复合膜中的释放行为。结果表明,果胶/壳聚糖膜随着配比的不同,溶胀率随之变化,溶胀率最小的膜是果胶与壳聚糖之比为1:0.5,2 h的溶胀率为9.5。钙交联果胶/壳聚糖膜的溶胀率与钙含量有关,适量的钙交联使膜的溶胀率降低,其最小溶胀率在6 h只有2.1,过量的钙会导致膜的溶胀率增大。茶多酚在交联膜中的缓释规律与溶胀率一致,释放率随着钙交联度的增加而减少,但过量的钙使得释放率变大,可通过调节钙用量来控制茶多酚的释放率;茶多酚释放率随着茶多酚含量的增加而增大,在pH=3的溶液中释放速率大于pH=9的溶液。

中东亚地区表土碳酸盐含量和pH值的空间变化及其气候代用指标意义

黄土-古土壤以及湖泊沉积物的碳酸盐含量作为常用的气候指标,被人们广泛地应用于干旱、半干旱地区的古气候研究,然而碳酸盐含量的气候意义却缺乏足够的验证。中东亚干旱、半干旱区覆盖我国西北部和蒙古国全境,区域内温度和降水等具有显著的空间分布特征,这为验证包括碳酸盐矿物含量在内的地球化学代用指标的气候意义提供了理想的研究场所。为此,选取了一条横跨该区不同气候带的采样线,对采样线上表土碳酸盐含量、pH值以及气象站的记录资料行了分析和对比。研究发现:(1)表土碳酸盐含量的分布特征沿着纬度呈现出南高北低的总体趋势,在北纬34.50°～42.50°的广大黄土、类黄土地区,碳酸盐含量较高,而北纬42.5°以北地区碳酸盐含量则相对较少,局部地区由于土壤母质为碳酸盐岩而具有较高的碳酸盐含量;(2)表土碳酸盐含量与pH值的非线性拟合特征反映出土壤碳酸盐矿物含量与pH值之间的化学平衡,两者在0.01水平上呈显著的正相关关系(r=0.51)。酸性土壤地区的碳酸盐体系难处于饱和状态,碳酸盐易于淋失含量低,此时,碳酸盐矿物含量不宜作为气候指标,而碱性土壤地区的碳酸盐矿物含量变化与气候变化关系密切;(3)高温、干燥的气候环境使降水被迅速蒸发,加剧了碳酸盐类物质的表聚作用,使黄土、类黄土地区表土碳酸盐含量与降水量、温度都呈现出了一定的正相关关系;(4)黄土、类黄土地区表土pH值与多年平均降水量关系密切(pH>7,R2=0.90),可以作为我国黄土高原地区过去大气降水量变化的代用指标。

大气低分子有机酸研究方法及其前沿问题

文章系统地阐述了大气有机酸的研究历史、现状和目前存在问题及可能取得研究进展的方法。低分子有机酸是大气中重要的微量挥发性有机碳组分,它们广泛存在于大气对流层中,对气候、环境和生态系统具有重要影响。长期以来,对大气有机酸的研究都是基于其含量的分析,尽管这一研究手段对有机酸的认识起到了推动作用,但含量的分析已越来越不能满足于当前人们对大气有机酸生物地球化学认识的需求。由于稳定同位素组成的示踪作用,近年来人们开始探索利用有机酸中碳同位素的测试分析方法来研究其循环过程。这一方法涉及水溶液中有机酸的萃取过程。由于其近发、半挥发性和其易污染性,常规的萃取方法不能应用于有机酸的萃取。最近出现的固相微萃取技术为有机酸碳同位素组成的准确分析研究提供了可能的途径。利用这一方法探索有机酸同位素组成的分析,有可能为大气有机酸生物地球化学循环研究开辟一片新的天地,从而使该领域研究向前推进一步。

水中有机质矿化作用的生物地球化学室内模拟研究

有机质矿化直接影响到生物过程，对水生生态系统物理化学性质的调节起重要作用。而有机质矿化高时间分辨率下生物地球化学作用过程尚不十分明确。针对上述问题，我们利用水族箱培养的方式监测了有机质在24h内的分解和矿化行为，研究了硝化细菌在此过程中的作用。研究所用水样采自贵阳花溪河，分别用大豆、玉米和混合饵料作为有机质在三个水族箱中进行对比实验。对硝化细菌起作用前后铵氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮和溶解有机质8℃进行每隔2h的监测研究。结果显示，投放大豆饵料的水箱中三氮之和平均为16．41mg／L，玉米水箱中为0．37mg／L，混合饵料水箱中为6．05mg／L。与以往认识不同，我们发现硝化细菌释放2h后，三个水箱内铵氮含量平均升高37．16％，亚硝态氮含量平均升高5．98％，而硝态氮则出现降低现象，最大可降低64．85％。同时，微生物分解和矿化作用造成三个水族箱8℃值平均升高13％～16％，明确地指示了细菌的活动作用。8℃值的变化揭示，在硝化细菌释放后有机质分解加速，生物成因碳比例明显增加。

贵阳市区大气降水中甲酸和甲醛含量的季节变化特征

采用离子色谱法测定了贵阳市区大气降水中甲酸和甲醛含量并分析了其浓度的变化规律及其来源.结果表明,两者的年体积平均浓度(volume mean weight average,VMWA)分别为(13.27±25.92)μmol/L和(7.89±8.92)μmol/L,并且夏半年甲醛和甲酸浓度低于冬半年的浓度,这可能与该地区冬季干燥少雨、降雨的同时易伴随干沉降有关.甲醛和甲酸的昼夜变化(白天>夜晚)则反映了人为活动和大气光化学反应对其浓度的影响.相关性分析发现,甲醛和甲酸是在云下(below-cloud)过程进入大气降水的,随降雨的进行,雨水中甲酸和甲醛浓度逐渐减小,降雨起到稀释作用.同时,雨水中甲酸和甲醛存在显著相关关系(r=0.68,p<0.001)说明两者存在类似的来源或反应.甲醛液相氧化反应生成的甲酸不能很好地解释所检测到甲酸数据,说明甲醛氧化反应不是贵阳地区甲酸的主要来源,植物或人类活动产生的不饱和碳氢化合物的氧化可能是甲醛和甲酸的主要来源.

岩溶水系统对大气CO_2的潜在影响——基于热力学的研究

认识不同条件下岩溶水释放或吸收CO2的反应过程是研究碳酸盐岩对碳循环响应的前提和基础。本文从吉布斯自由能的热力学原理出发,对全球不同岩溶地区162组岩溶水(河水、溪水、湖水等)进行了热力学研究,结果显示:1)河水、溪水、湖水和洞穴滴水等岩溶水所处的环境因方解石矿物沉积而释放CO2成为大气CO2一个潜在的源;2)地下水在所处的环境下由于方解石的溶解而吸收CO2,成为大气CO2一个潜在的汇;3)少数出露点的泉水所处的环境既可发生方解石的溶解而吸收CO2,成为大气CO2的潜在汇,也可发生方解石的沉积而释放CO2,成为大气CO2的潜在源;4)在洪水期,泉水的水化学特征变化并未导致对大气CO2潜在贡献在源汇之间的跨跃性转变。162组岩溶水数据中,所有河水与溪水皆无一例外地在释放CO2。结果表明,从吉布斯自由能的热力学原理出发,研究岩溶水系统对大气CO2潜在源汇的贡献,没有条件约束,是一种较好的途径。

冰芯记录所显示的天山地区的大气污染

通常情况下,人为污染会造成大气环境的酸化,最终导致形成酸雨.人为污染主要是化石燃料燃烧造成的大气污染.一般认为远离人类活动的偏远地区没有或很少受到人为的污染,它们的大气化学组成可以作为大气化学的本底;通过与本底的对比研究,可以顺利评估人类对大气环境的污染程度.天山是一个远离人类居住的偏远地区.人类对大气的污染是否影响到该区尚颇有争议.为回答这一问题,我们选择天山山地冰川的冰芯为研究对象,利用冰冻环境有效地保存大气有机物质记录的特点,从大气化学组成变化历史的角度,探讨人类活动对大气化学的影响.我们利用DX-300离子色谱分析了天山一号冰川14.08 m冰芯的有机酸和硫酸等含量.结果显示,乙酸是冰芯中含量最高的化学组分,平均含量为389.4±336.3 ng/g(n=489),甲酸平均含量为61.1±89.0 ng/g(n=541).甲酸/乙酸平均值为0.21士0.23,显示了人类污.染来源的特征.虽然两种主要有机酸的平均含量差异很大,但在过去43 a中它们的含量变化特征相同,且与pH的变化同步,这表明人为活动对该地区大气的污染并没有造成环境的酸化,而是碱化.研究表明,利用远离人类居住地区大气化学组成作为大气的本底对大气污染程度进行评估应持谨慎态度.

2019年三亚市PM_(2.5)微量元素的源解析和健康评价

本研究通过滤膜采样分析得到三亚市PM_(2.5)微量元素数据,结合富集因子,表征化学特征;使用PMF模型进行源解析,定量估算各排放源的贡献比例,并与南海周边城市源解析比较;根据暴露评估模型评估健康效应.结果表明,三亚市致癌性重金属Cr(7.70×10-3μg·m^(−3))已经超过标准限值(2.50×10^(−5)μg·m^(−3)),S的富集因子高达825.46,表明三亚PM_(2.5)受S元素污染严重;源排放贡献大小比例分别为:海洋源(24.9%)>生物质燃烧源(20.8%)>工业源(20.5%)>土壤源(19%)>交通源(14.8%),源解析结果比较得知,海盐贡献比例与采样点离岸距离有梯度变化特征;滨海城市的主要人为排放源受制于城市经济发展程度;二次无机气溶胶的贡献与工业源的比例呈反比,取决于SAN SNA标识物的配分;重金属污染对三亚不同人群的影响大小顺序为:成年男子>成年女子>儿童;9种重金属元素对3类人群经呼吸途径暴露的健康风险均为Cr>As>Ni>Al>Mn>Pb>Cu>Zn>Se.

西江干流梧州——肇庆段水化学特征研究

河流水化学特征可以从一定程度上反映出人类活动对水环境的影响。对西江干流梧州——肇庆段水化学参数分析表明，该段水体中阴离子以HCO-3占优势，阳离子以Ca^2＋为主，其矿化度为256～414mg／L。岩石风化作用成为控制河流离子化学组成主导因素，工农业污染物输入在一定程度上改变了天然河流的离子化学组成，使NO-3、so2-4等呈现富集趋势。

五指山市荣最岭空气负离子昼间变化特征

为研究五指山市荣最岭空气负离子的昼间变化特征，对海南热带海洋学院五指山北校区树林的空气正、负离子浓度和空气温度、相对湿度等环境因子进行了同步监测，并做相关性分析．结果表明：空气负离子浓度表现为早上和傍晚较高，下午较低；随空气温度升高而减小，且与温度呈显著的负相关；随相对湿度增加而增大，但相关性不显著．利用空气离子单极系数及安倍空气质量评价指数对荣最岭空气清洁度进行初步评价，表明荣最岭空气舒适度和清洁度高，除10：00受人类活动影响较大外，空气清洁度均在A级或B级．

七仙岭国家森林公园冬季空气负离子分布与评价

为研究热带雨林的空气负离子水平及空气质量,对海南七仙岭国家森林公园冬季的空气负离子浓度和空气温度、相对湿度进行了同步监测,并作相关性分析.结果表明:海南七仙岭国家森林公园冬季空气负离子含量在国内森林公园中处于较高水平,浓度范围在1100~15000个·cm^(-3),达到保健水平以上.通过相关性分析发现七仙岭空气负离子浓度随海拔高度先增加后降低;随相对湿度增加而显著增大;随气温升高而减小,但相关性不显著.利用森林空气离子评价指数对七仙岭空气质量进行评价,其中水体环境的空气质量达到Ⅰ级和Ⅱ级,雨林环境的空气质量为Ⅲ级和Ⅳ级,入口广场为Ⅴ级.

五指山水满河热带雨林空气负离子分布与评价

为研究热带雨林的空气负离子水平及空气质量,对海南五指山水满河热带雨林的空气负离子进行监测,并利用安倍空气质量评价标准和石强森林空气质量评价标准分别对其空气质量进行评价。结果表明:五指山水满河热带雨林空气负离子水平表现为夏半年高冬半年低,五指山保护区界碑处负离子含量最高,热带雨林风景区内次之,九曲桥和休息亭处负离子含量低。安倍空气质量评价标准的q值和CI值以及石强森林空气质量评价标准的p值的评价结果均体现为除九曲桥和休息亭外雨林内各测点的空气均为最清洁状态;FCI值则将各监测点的极显著差异直观地反映出来,夏半年雨林内空气质量为Ⅰ-Ⅵ级,冬半年为Ⅱ-Ⅵ级。

琼南地区稻菜轮作土壤氮素含量的动态变化

采用定点取样与实地调研相结合的方法进行多点重复监测,研究了海南琼南地区不同稻菜轮作模式下农田氮素含量的动态变化,客观评价了农业施肥对环境污染的风险.结果表明:稻菜轮作后,土壤表层的全氮、碱解氮含量下降,土壤深层的全氮、碱解氮含量增加;土壤表层和深层的硝态氮含量都增加.0~30 cm土层茄子田的土壤全氮含量最高,豆角田最低;地瓜叶田的土壤碱解氮、铵态氮、硝态氮含量都最高,含量最少的蔬菜田分别是茄子、菜心田、菜心田.150~180 cm的土壤深层,菜心田的土壤全氮含量最高,地瓜叶田最低、小白菜田次之;地瓜叶田的碱解氮的含量最高,茄子田最低;豆角田硝态氮、铵态氮含量最高,菜心田的硝态氮最低、地瓜叶田的铵态氮含量最低.小白菜田在60~90cm土层,土壤硝态氮最高,豆角田在60~90 cm土层土壤铵态氮的含量最高,菜心田在30~60 cm铵态氮的含量最高.地瓜叶对于耕层内土壤氮的吸收能力最强,茄子最弱.蔬菜植株内硝酸盐含量均在限量范围内,地下水的硝态氮含量均达到Ⅲ类水质标准.根据不同轮作模式下土壤氮素的累积现状,优化氮肥施用对于提高作物产量和氮肥利用率具有重要意义.

成都市金牛区冬季PM2.5化学特征和源解析

通过对2017年12月-2018年1月成都市金牛区大气细颗粒物PM2.5质量浓度及其组成进行分析,获得含碳组分有机碳-元素碳(OC/EC)、水溶性离子和微量元素等的变化特征,并利用正定矩阵因子分解(PMF)模型进行PM2.5来源解析。结果表明:2个采样点的含碳组分物质主要来自二次有机碳(OC/EC质量比值均在5.0左右);水溶性离子中首要组分是NO3-,表明金牛区受机动车污染影响大;微量元素S、Cl、Cr、Cu、Zn、Ni和Pb均出现较高的富集因子(EF)值,说明已经明显受到人为活动的影响;PM2.5中二次无机气溶胶(SNA)组分占比接近50%,说明二次气溶胶是PM2.5中的重要组分;源解析表明首要污染源是二次气溶胶(38.4%,质量分数,下同),其次是交通源(21.2%)、燃煤(15.1%)、生物质燃烧(13.6%)和土壤尘(11.7%)。